Proiectarea unei turbine eoliene urbane silentioase. Oamenii de știință din Sankt Petersburg au inventat un generator eolian sigur sub forma unei turbine de avion. Dimensiunile turbinelor eoliene

Un generator eolian cinetic modern vă permite să profitați de puterea curenților de aer, transformându-l în energie electrică. În acest scop există fabrică și modele de casă dispozitive care sunt utilizate atât în industrie, cât și în gospodării private.

Vă vom spune cum sunt proiectate turbinele eoliene de acest tip și vă vom prezenta caracteristicile dispozitivului și opțiunile de proiectare. Articolul pe care l-am propus îi arată pe cei slabi și punctele forte vânt centrală electrică. Maeștri auto-făcuți o vor găsi aici diagrame utile si recomandari de asamblare.

Funcționarea unui generator eolian se bazează pe transformarea energiei cinetice a vântului în energia mecanică a rotorului, care este apoi transformată în energie electrică.

Principiul de funcționare este destul de simplu: rotirea lamelor fixate pe axa dispozitivului duce la mișcări circulare ale generatorului rotorului, generând astfel energie electrică.

Energia eoliană este unul dintre cele mai promițătoare sectoare de energie regenerabilă. Design-uri moderne vă permit să utilizați eficient puterea curenților de aer, folosind-o pentru a genera electricitate

Curentul alternativ instabil rezultat „se scurge” în controler, unde este transformat în tensiune continuă care poate încărca bateriile. De acolo, puterea este furnizată invertorului, unde este transformată într-o tensiune alternativă cu un indicator de 220/380 V, care este furnizată consumatorilor.

Puterea unui generator eolian depinde direct de puterea debitului de aer (N), calculată după formula N=pSV 3 /2, unde V este viteza vântului, S este zona de lucru, p este densitatea aerului.

Dispozitiv generator eolian

Diverse versiuni de generatoare eoliene diferă semnificativ unele de altele.

Vântul este forma energie solara. Vânturile sunt cauzate de încălzirea neuniformă a atmosferei de către soare, de structura neregulată a suprafeței pământului și de rotația acesteia. Traiectoriile fluxului vântului sunt modificate de peisajul pământului, corpurile de apă și vegetația. Oamenii folosesc energia eoliană sau eoliană în mai multe scopuri: navigarea, zborul cu zmee și chiar generarea de electricitate. Termenii „energie eoliană” și „energie eoliană” descriu procesul de utilizare a vântului pentru a genera energie mecanică sau electricitate. Turbinele eoliene (generatoarele eoliene) convertesc energia cinetică a vântului în energie mecanică, care poate fi utilizată pentru o serie de sarcini specifice, cum ar fi măcinarea cerealelor sau pomparea apei.

Deci, cum produc electricitate turbinele eoliene? Mai simplu spus, o turbină eoliană funcționează vizavi de un ventilator. În loc să folosească electricitatea pentru a crea vânt, ca un ventilator, turbinele eoliene folosesc vântul pentru a crea electricitate. Vântul întoarce palele, care rotesc un arbore conectat la un generator care produce electricitate.

Această vedere de sus a unei „centrale eoliene” arată modul în care un grup de turbine eoliene poate produce energie electrică pentru rețelele de consum. Prin liniile de transport și distribuție, ajunge la case, afaceri, școli și așa mai departe.

Tipuri turbine eoliene

Turbinele moderne se împart în două grupe principale: cu axă orizontală și pe axă verticală, similar modelului „bătător” Darrieus, numit după inventatorul său francez. Turbinele cu ax orizontal au de obicei două sau trei pale. Aceste turbine cu trei pale funcționează „în sensul vântului”, cu palele îndreptate spre vânt.

Turbina GE Wind Energy de 3,6 megawați este una dintre cele mai mari instalate vreodată:

Turbine dimensiune mai mare mai efectiv. Si la capitolul pret.

Dimensiunile turbinelor eoliene

Gama de dimensiuni a turbinelor la scară „de serviciu” se extinde de la 100 de kilowați la câțiva megawați. Turbinele mari sunt grupate în „ferme eoliene” care furnizează electricitate angro rețelei.

Turbinele mici sub 100 kW sunt folosite pentru alimentarea caselor, a antenelor de telecomunicații sau a pompelor de apă. Turbinele mici sunt uneori folosite împreună cu generatoare diesel, baterii și panouri solare. Aceste sisteme sunt numite „sisteme eoliene hibride” și sunt utilizate în locații îndepărtate unde conectarea la rețeaua electrică nu este posibilă.

În interiorul unei turbine eoliene

Anemometru	Anemometru	Măsoară viteza vântului și transmite date de viteză către controler.
Lame	Lame	Majoritatea turbinelor au două sau trei pale. Vântul care trece prin lame le face să „zboare în sus” și să se rotească.
Frână	Frână	Frana cu disc, cu actionare mecanica, electrica sau hidraulica pentru oprirea rotorului in situatii critice.
Controlor	Controlor	Controlerul pornește mașina la viteze ale vântului de aproximativ 8...16 mph și oprește mașina la aproximativ 55 mph. Turbinele nu funcționează la viteze ale vântului peste 55 mph, deoarece vânturile puternice le pot distruge.
Cutie de viteze	Transmitere	Conectează mecanic arborele turbinei de viteză mică la cel de mare viteză, crescând viteza de rotație de la 30...60 rpm la 1000...1800 rpm, adică până la viteza cerută de majoritatea generatoarelor pentru a genera energie electrică. Cutia de viteze este o parte costisitoare (și grea) a unei turbine eoliene, iar inginerii explorează generatoare cu „acționare directă” care funcționează la viteze de rotație mai mici și nu au nevoie de cutii de viteze.
Generator	Generator	De obicei, un generator cu inducție standard care produce energie electrică curent alternativ frecventa 60 Hertz (pentru SUA).
Arbore de mare viteză	Arbore de mare viteză	Alimentează generatorul.
Arborele de viteză mică	Arborele de viteză mică	Rotorul rotește acest arbore cu o viteză de aproximativ 30...60 de rotații pe minut.
Nacelă	Gondola	Nacela este situată în partea de sus a turnului și conține cutia de viteze, arbori de viteză mică și mare, generator, controler de control și frână. Unele gondole sunt suficient de mari pentru a ateriza un elicopter.
Pas	Rotirea lamei	Lamele Întoarceți-vă spre sau într-un unghi față de vânt pentru a controla viteza rotorului și a preveni rotirea acestuia în cazul vântului prea puternic sau prea slab pentru a genera electricitate.
Rotor	Rotor	Lamele și butucul împreună se numesc rotor.
Turn	Turn	Turnurile sunt făcute din țeavă de oțel(prezentat aici), beton sau au un design ajurat. Deoarece viteza vântului crește odată cu înălțimea, turnurile mai înalte permit turbinelor să capteze mai multă energie eoliană și să producă mai multă electricitate.
Directia vantului	Direcția vântului	Există așa-numitele turbine „împotriva vântului”, deoarece în timpul funcționării acestea sunt răsucite „în fața” vântului. Alte turbine sunt proiectate să funcționeze pe partea „sub vânt”, cu fața departe de vânt.
Giruetă	Vane	Detectează direcția vântului și transmite date către controlerul de control pentru a orienta turbina în funcție de direcția vântului.
Conducere de orientare	Conducerea nacelei	Turbinele vântului trebuie să fie îndreptate spre vânt, iar antrenarea nacelei este utilizată pentru a corecta direcția rotorului pe măsură ce direcția vântului se schimbă. Turbinele cu vânt în aval nu necesită antrenare a rotorului, deoarece vântul bate în „spatele” lor.

În ceea ce privește lamele (cu axă orizontală), mi-a plăcut articolul din revista „Modelist-Constructor”, 1993, nr.8. http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/%27%27Modelist-konstruktor%27%27/%27%27MK%27%27,1993,N08.%5Bdjv-002%5D.zip Este scris clar acolo și principiul de funcționare și cum se face.
În loc să urmăriți o astfel de presă, este mai bine să citiți (cu gândire) cartea lui Fateev „Motoare eoliene și turbine eoliene”
În ceea ce privește turbinele eoliene industriale dzen +1 [B] Trei pale ca compromis între Pe de o parte, dorința de a asigura rezistența structurală a palelor și de a reduce sarcinile dinamice, de a reduce costul turbinelor eoliene prin reducerea numărului de pale, a garanta nivel admisibil zgomot aerodinamicși vibrații, crescând odată cu creșterea vitezei de mișcare a capetelor palelor și, pe de altă parte, dorința de a crește randamentul turbinei eoliene, care crește odată cu creșterea vitezei turbinei eoliene și a numărului de pale. [I] Manual „Motoare eoliene și turbine eoliene” Fateeva E.M.
O turbină cu 3 pale are un moment de inerție constant față de axa de orientare, independent de poziția palelor, prin urmare nu apar vibrații atunci când moara de vânt este orientată. Cel cu 2 lame se scutură la orientare.
RE: De ce 3 lame / Vitaly71 Ei bine, in primul rand eficienta este cea mai mare pentru o singura lama, dar este dezechilibrata dinamic. Iar sunetul unui cu două lame este flagrant, dar unul cu trei lame este acesta din urmă cu un coeficient ridicat, deoarece creșterea lamei peste 3...5 NU MODIFICA eficiența, dar reduce puternic VITEZA de rotație, ceea ce înseamnă consum material
În funcție de viteza morii de vânt, pentru KIEV maxim, există un factor de umplere optim al turbinei eoliene și depinde puțin de numărul de pale; o turbină ideală este un număr infinit de pale infinit de înguste. Cele mai echilibrate sunt 3, 6, 12, 18, ..., 3 este numărul minim.
Dar sunetul lamei cu două lame nu m-a deranjat, deși am ascuțit muchia greșită din neatenție.
este vorba despre un gigawatt??? Dar vântul obișnuit (neprins) provoacă și o gamă largă de vibrații sonore (inclusiv INF), apăsând haotic pe frunze, ramuri de copaci, ferestre și pereți ai clădirilor. Și chiar și într-un câmp deschis, vântul apasă pe urechile unei persoane. Furtunile și cutremurele sunt, de asemenea, generatoare de infrasunete. Insectele și unele plante (tumbleweeds) pot fi duse de curenții de aer. Interzice urgent toate astea!!! :)))
Da, asta e o prostie, zvonuri care au fost susținute financiar în anii 80 de proprietarii de termocentrale. Problema cu morile de vânt cu megawați este că păsările (mai ales la frig) se lipesc și porcării în jurul lor, iar dacă sunt găuri înăuntru, încearcă să facă cuiburi înăuntru. Am văzut și eu cuiburi în morile de vânt.
Bună ziua, domnilor. Conversațiile tale sunt interesante, dar îmi cer scuze, am o întrebare, a asamblat cineva o turbină Gorlov (http://www.quietrevolution.com/), eu am făcut-o, dar nu se întoarce nici măcar în vânt puternic, dacă cineva știe care este secretul (e o întorsătură undeva) nu știu unde)
Se pare că o altă persoană vrea să calce pe o greblă. Există un adevăr simplu, confirmat teoretic și practic, de mai multe ori - toate verticalele sunt făcute pentru frumusețe, dar nu pentru muncă.
Acest așa-zis turbină cu gât - un rotor Darrieus obișnuit, răsucit într-o spirală pentru a reduce sarcinile bruște pe termen scurt. Dar, pe lângă reducerea sarcinilor, KIEV-ul scade foarte mult și, prin urmare, pentru a se învârti, trebuie să faci lame de foarte bună calitate și să ai un vânt puternic. Ei bine, este bine să-l folosești doar pentru frumusețe sau pentru a promova unii investitori pentru bani.
Adică, nimeni nu știe ce este nevoie ca să se învârtească?
Lame de înaltă calitate și vânturi puternice.
Profilul lamelor trebuie să fie precis; benzile plate nu vor funcționa. În plus, este un vânt bun și trebuie accelerat până la viteza de funcționare; turbina în sine nu va accelera nici măcar în vânt bun. Față de o moară de vânt cu axă orizontală, CIV-ul său este de aproape 3 ori mai mic. Arata frumos, nimic de spus :)
profilul aripii? Iar pentru accelerare poți folosi un rotor Savonius.
S-a dovedit prin calcule și practică că profilul lamei (coarda) ar trebui să fie aproape de ideal, planul frontal reflectând fluxul vântului de-a lungul unghiului de atac în care este creat. suprapresiune poate fi plat, dar planul din spate al lamei, pentru a crea o diferență mai mare de presiune a aerului în spatele lamei decât în fața acesteia, trebuie să fie convex, creând în mod neuniform mase de aer rarefiate. Poate ce este în neregulă?
Da, uită-te la orice atlas de profile aerodinamice și vezi ce fel de profiluri sunt.
Da, sunt la curent cu ele.
La turbinele mari (relativ vorbind), paletele sunt controlate indirect, din exterior. Cel puțin în Crimeea, la parcuri eoliene, controlul era de la un computer personal, în funcție de sarcină, viteză etc.

„Eureka” fără sfârșit

Amintiți-vă de inventatorul și matematicianul grec Arhimede, care a exclamat „eureka! (Am găsit-o!)” când a descoperit legea fundamentală a hidrostaticii? Din cele mai vechi timpuri până în prezent, omenirea a fost într-o eternă căutare de noi descoperiri. Domeniul cuceririi energiei eoliene nu a fost omis. Generatorul eolian de nouă generație bântuie atât oamenii de știință, cât și inginerii practicanți. Căutarea eternă dă rezultatele sale benefice și din când în când la un moment dat glob tăcerea invenției este întreruptă de o exclamație veselă - „Eureka”!

De data aceasta, eroul zilei a fost un bătrân american, în vârstă de 89 de ani, veteran al celui de-al Doilea Război Mondial, Raymond Green, din California, care de mulți ani se încurca cu problema îmbunătățirii. specii existente turbine eoliene. În cele din urmă, a reușit să creeze un generator eolian care este aproape silentios și sigur pentru prietenii zburători ai omului. Creația pe care a inventat-o, cu o greutate de 20 kg, rezolvă dintr-o lovitură o grămadă de probleme cu care s-a confruntat generatorul eolian al vechii modificări.

Care sunt diferențele fundamentale dintre instalația inventată? Cel mai important este că nu are lame rotative cu in afara. Totul din el este ascuns într-o carcasă, care protejează păsările de moarte. A doua diferență semnificativă este că noul design face posibilă utilizarea lamelor cu o deschidere mică, ceea ce ajută la reducerea zgomotului.

Din păcate, aici se încheie cunoștințele cu noua unitate. Nu putem ști atât de multe cât știe inventatorul însuși despre creația sa până când produsul nu este introdus în productie in masa. Autorul proiectului este convins că în doi ani acest lucru se va întâmpla și geologii din lagărele de cercetare îndepărtate, medicii din spitalele militare din țările lumii a treia, oamenii afectați din zonele cu catastrofe naturale și locuitorii din satele îndepărtate vor folosi electricitatea invenției sale. .

Posibile imposibilități

Te-ai gândit vreodată la întrebarea de ce energia eoliană este folosită doar de temerari și meșteri zeloși? Adică, nu toți cei care au nevoie riscă să se angajeze în acest tip de generare de energie electrică. Da, deoarece energia eoliană în sine în modificările sale anterioare este de dimensiuni mari, dificil de instalat și nu este complet convenabil de operat (încercați să urcați la înălțimea catargului și să reparați generatorul). Iar lamele rotative fac mult zgomot și sunt periculoase pentru păsări. Și nu se poate ocoli, prețul ridicat.

Aceste probleme rămân de domeniul trecutului odată cu apariția unei noi generații de generatoare eoliene. Există mai multe tipuri de ele și despre unul dintre ele am vorbit în prima secțiune a acestui articol. Al doilea reprezentant al unui număr de produse noi este un generator eolian fără angrenaj, în care energia este generată de „vârfurile” palelor. Nu există un arbore tradițional de la elice la generator, iar electricitatea este preluată de la janta elicei.

Rotorul său sub formă de jantă feromagnetică este montat pe aripile unei roți eoliene. Este simplu ca design, ușor de fabricat și instalat. Dar plasarea magneților permanenți la capetele rotorului îl face mult mai greu, ceea ce reduce eficiența generală a instalației. Dar unitatea este ușor de utilizat, deoarece design simplu nu necesită o atenție nejustificată. Astfel de generatoare eoliene pot funcționa oriunde în orice condiții climatice.

Ceea ce părea imposibil ieri devine o realitate de zi cu zi astăzi.

Generatorul eolian se supune intelectualilor

De la distanță mare, nu arată deloc ca un generator eolian, dar cel mai probabil ca un turn de apă de o formă neobișnuită pentru o astfel de structură. Dacă te apropii, vei vedea rotirea lentă a lamelor. Arborele vertical se rotește complet silențios.

O companie americană din Arizona, sub conducerea inginerului Mazur, va produce în masă o astfel de turbină gigantică. Potrivit calculelor sale, numai ea ar trebui să furnizeze atât de multă energie electrică încât ar fi suficient pentru o metropolă de 750 de mii de case. În 2007, inginerul și-a stabilit un obiectiv - să crească în mod repetat eficiența unui generator eolian pe axa verticală și s-a apropiat de obiectivul său în toți acești ani.

Inventatorul a lucrat în două direcții: în primul rând, pentru a face ca paletele să capteze fluxul de aer cât mai mult posibil și, în al doilea rând, pentru a reduce frecarea suportului palelor de vânt la zero. Un rotor vertical imens trebuie să îndeplinească prima sarcină, iar o turbină cu levitație magnetică rotativă trebuie să îndeplinească a doua.

A doua sarcină trebuie discutată mai detaliat. Rotația fără frecare se realizează prin levitație magnetică, despre care am discutat în articolul despre principiile de funcționare a generatoarelor eoliene în secțiunea intitulată „Creatorii de noi posibilități”. La rotire, întregul bloc rotor vertical se ridică pe axa sa și nu atinge deloc rulmentul de susținere inferior. Este instalat doar pentru pornire, pentru a accelera turbina. De îndată ce capătă viteză, devine parcă lipsită de greutate și se desprinde de lagăr. Ca urmare, frecarea este redusă la zero, cu excepția frecării turbinei însăși cu aerul. Eficiența crește imediat.

Turbina gigantică este foarte sensibilă și reacționează la cea mai mică adiere. Această capacitate de a se ridica în timpul rotației datorită levitației magnetice a ocupat de mult oamenii de știință și mințile inventive ale planetei. Acesta este un fenomen în care orice lucru sau obiect, având greutate, iese de la suprafață și plutește în spațiu fără nicio aplicare a forței de respingere. Zborul păsărilor nu mai este levitație.

Generatoarele eoliene verticale cu capacitatea de levitare a rotorului au captat acum gândurile inginerilor și inventatorilor. Și acum primele rezultate sunt deja evidente. În proiectul lui Mazur, este vizibil un rotor „plutitor” pe o levitație magnetică și, în locul unui generator, este instalat un motor sincron liniar. Un generator eolian cu levitație magnetică cu multe pale captează fluxul de aer cât mai mult posibil și, potrivit oamenilor de știință, o astfel de turbină va genera energie electrică la un preț fabulos de slab - mai puțin de un cent pe kilowatt-oră.

Onipka rotor - generator eolian pentru viteze mici și medii ale vântului:

O turbină eoliană este partea principală a unui generator eolian, care are o turbină ca dispozitiv care servește ca receptor de energie eoliană. Una dintre opțiunile pentru astfel de dispozitive este o carcasă în formă de cilindru, spaţiul interior pe care sunt amplasate lamele.

Instalatiile eoliene realizate pe baza de turbine eoliene se caracterizeaza printr-o eficienta mai mare in comparatie cu cele cu lame, precum si prin simplitatea proiectarii si fiabilitatea in exploatare.

Principalele caracteristici

Ca și în cazul oricărui dispozitiv tehnic, la fel și cu o turbină cu aer, parametrii care îi clasifică capacitățile, precum și furnizarea de informații despre un anumit model, sunt caracteristicile sale tehnice.

Principalele caracteristici tehnice pentru astfel de dispozitive sunt:

Puterea nominală de ieșire, măsurată în kW.
Tensiunea nominală redresată pe care o produce generatorul la o anumită turație a rotorului instalației.
Frecvența tensiunii generate, măsurată în Hz.
Frecvența de rotație a rotorului, în regim de funcționare, la care se creează tensiunea nominală redresată. Măsurată în rotații pe minut.
Viteza nominală la care o turbină eoliană își atinge puterea declarată. Măsurată în rotații pe minut.
Viteza ascunsă este măsurată în rotații pe minut și clasifică capacitatea maximă a unității de a funcționa la o anumită viteză.
Un mod de funcționare în care un anumit model de dispozitiv este capabil să funcționeze pentru un timp specificat (pe termen lung, ciclic, pe termen scurt etc.).
Nivelul de zgomot (sunet) produs în timpul funcționării unui anumit model este măsurat în dB.
Eficiența dispozitivului.
Tipul de răcire a componentelor și mecanismelor.
Metoda de instalare si asamblare.
Dimensiuni.
Greutatea unitară.

Caracteristicile de proiectare ale unei turbine eoliene

Generatoarele eoliene echipate cu o turbină eoliană sunt un cilindru cu pale în interior. Prezența unui contur exterior în jurul lamelor le oferă protecție împotriva obiectelor străine și a organismelor vii care pătrund în ele.

Absența necesității unei secțiuni de coadă (pentru orientare în raport cu direcția vântului) reduce greutatea și dimensiunile dispozitivului și, de asemenea, facilitează instalarea și funcționarea. Corpul, sub formă de cilindru, este orientat independent în direcția fluxului vântului și, funcționând în esență ca o duză, crește presiunea asupra palelor instalate, crescând astfel eficiența generatorului eolian.

Cum să calculezi corect

Principalul indicator care determină alegerea unui anumit model este capacitatea de a genera energie electrică, care este măsurată în kilowați oră pe unitatea de timp.

Cantitatea de energie generată este direct legată de puterea instalației, care este principala caracteristici tehnice unitate, prin urmare calculul turbinei eoliene o determină dimensiuni geometrice, numărul de lame care trebuie instalate și înălțimea de instalare deasupra solului.

Puterea generatorului electric, care determină capacitatea turbinei eoliene de a genera electricitate, depinde de debitul vântului, a cărui putere, în conformitate cu randamentul turbinei, poate fi calculată folosind formula:

P=KxRxV 3 xS/2

P – puterea debitului de aer;

K – coeficient ținând cont de randamentul turbinei, are o valoare de la 0,2 la 0,5 unități;

R – densitatea aerului, este de 1,225 kg/m3 (la presiunea atmosferică normală);

V este viteza fluxului de aer, măsurată în m/s;

S – zona de acoperire a turbinei eoliene (fluxul de vant care functioneaza cu instalatia).

Din formula de mai sus este clar că puterea debitului vântului și, în consecință, puterea generatorului, depinde direct de diametrul turbinei eoliene (S= π R 2).

Cunoscând viteza fluxului de aer la locul instalației și diametrul acesteia, este posibil să se determine puterea instalației și capacitatea acesteia de a genera energie electrică.

Tipuri de turbine eoliene

Deși inițial s-a crezut că o instalație eoliană cu o turbină eoliană presupune instalarea acesteia doar într-un plan orizontal, ceea ce caracterizează generatoare eoliene cu o axă orizontală de rotație, totuși, designerii au dezvoltat noi versiuni ale unor astfel de dispozitive, care sunt:

Turbină eoliană cu axă verticală

În instalațiile de acest tip, cilindrul turbinei este amplasat vertical, iar paletele sunt într-un plan perpendicular pe suprafața pământului.

Funcționarea turbinelor eoliene cu axă de rotație verticală este similară cu funcționarea dispozitivelor cu axă de rotație orizontală.

Turbină eoliană fără pale

Prezența palelor pe turbinele eoliene diverse modele, duce la faptul că instalarea lor necesită suprafețe însemnate, chiar dacă este vorba de turbine eoliene amplasate într-o carcasă rigidă. În acest sens, o nouă direcție în dezvoltarea turbinelor eoliene a fost construcția unor dispozitive similare folosind turbine eoliene care nu au pale.

Acest design constă dintr-un stâlp cu discuri metalice în interior. Discurile sunt montate pe arbore și amplasate paralel între ele, cu garnituri speciale instalate între ele. Când aerul lovește garniturile, acestea încep să se miște și dau un impuls cert și direcționat discurilor metalice, sub influența cărora discurile încep să se rotească. Sub influența mișcării de rotație a discurilor, tija începe să se rotească, care la rândul său își transmite mișcarea de rotație arborelui generatorului.

Turbina eoliana pentru acoperis

Interesul pentru capacitatea de a se asigura cu energie electrică gratuită, fără a crea probleme altora, chiar și într-un oraș, a condus la dezvoltarea unui design de turbină eoliană care poate fi instalată pe acoperișul oricărei clădiri.

O astfel de instalație are dimensiuni de gabarit mici, greutate redusă și este practic silentioasă în timpul funcționării. Corpul exterior al dispozitivului este realizat sub formă de melc, ceea ce vă permite să creșteți fluxul vântului în direcția dorită și să vă orientați în spațiu în conformitate cu direcția acestuia.

Modele și mărci populare

Dintre varietatea de turbine eoliene produse în diferite țări dezvoltate tehnic, cele mai populare sunt următoarele:

Turbina dezvoltata de specialistii companiei Fmicuţ(SUA), este destinat utilizării individuale și implică instalarea pe acoperișul unei clădiri rezidențiale sau al unei alte structuri pentru uz individual.

Acest model este echipat cu o unitate electronică, cu ajutorul căreia, folosind special aplicatii mobile, este posibil să monitorizați funcționarea dispozitivului de la distanță.

Turbina eoliană este asociată cu o baterie instalată în interiorul clădirii . Elementele de fixare necesită instalarea pe coama acoperișului, ceea ce crește cantitatea de flux de vânt captat de turbină. Nivelul de zgomot în timpul funcționării dispozitivului este menținut la minimum, ceea ce face posibilă să nu creeze disconfort pentru rezidenții care locuiesc în interiorul clădirii pe care este montată unitatea.

- Modelul de turbină „Liam F1” a fost dezvoltat în Olanda de către The Archimedes, este ușor (până la 80,0 kg) și este destinat să fie instalat pe acoperișul unei clădiri sau pe alt suport de sine stătător. Designul unității de recepție, sub formă de melc, vă permite să creșteți eficiența turbinei eoliene și să fiți întotdeauna în planul de mișcare al fluxurilor vântului.
- Nivelul de zgomot în timpul funcționării este foarte scăzut, ceea ce permite instalarea în orice loc convenabil.
- Preturi medii
  
  Echipamentele utilizate în energia alternativă, inclusiv turbinele eoliene, nu sunt ieftine. Acest lucru se datorează faptului că, de regulă, modelele noi sunt produse într-o versiune de bucată, iar ceea ce a fost deja furnizat nu este un flux, nu este vândut în masă, ceea ce se datorează faptului că aceasta metoda generarea de energie nu a găsit încă o utilizare pe scară largă în rândul utilizatorilor.
  
  Costul instalațiilor de mai sus este:
  - Modelul „Liam F1” este vândut în Uniunea Europeană și America, costul său este de la 4000,0 euro.
  - Nu există date despre costul modelului de la compania americană Fiddler, dar datorită configurației sale și a furnizării de dispozitive similare pe piață, putem spune cu încredere că prețul de instalare nu este mai mic decât cel al dezvoltatorilor olandezi.
  Avantaje și dezavantaje
  
  Simplitatea și fiabilitatea generatoarelor eoliene realizate cu ajutorul unei turbine eoliene nu sunt singurele avantaje ale acestor unități. În plus, avantajele utilizării turbinelor eoliene includ:
  - Abilitatea de a lucra în debite reduse de vânt, cu o viteză de 2,0 m/s.
  - Sensibilitate ridicată la curenții vântului.
  - Abilitatea de a lucra la viteze puternice, de uragan ale fluxurilor de aer, de până la 60,0 m/s.
  - Cu acelasi dimensiunile per total, un generator eolian echipat cu o turbină, are mai multă putere și o eficiență mai mare în comparație cu unitățile cu pale.
  - Turbina este sigură dispozitiv tehnic pentru lumea animală care locuiește în locul în care este instalată unitatea (păsări, lilieci).
  - Când turbina funcționează, nu se produc infrasunete, ceea ce este dăunător pentru oameni și animale.
  - Cost mai mic în comparație cu modelele de lame.
  - Ușurință de execuție munca de instalare, datorita asamblarii elementelor principale in fabrica.
  - Simplitate si usurinta intretinerii.
  - Durată lungă de viață.
  Dezavantajele unor astfel de dispozitive sunt:
  - Vântul este un fenomen atmosferic care este în afara controlului uman, astfel încât este imposibil de prezis, pe o perioadă lungă de timp, puterea curgerii sale și direcția de mișcare;
  - Datorită variabilității puterii debitului vântului, este necesară asigurarea unor capacități electrice semnificative pentru stocarea energiei generate;
  - Costul ridicat al unui set de echipamente;
  - Înainte de a instala turbine eoliene de mare putere, este necesar să efectuați calcule fezabilitate economicaîn legătură cu harta vântului din regiunea selectată.
  De unde pot cumpara
  
  Un generator eolian și, în consecință, un element separat din această instalație, care este o turbină eoliană, este un produs specific. Prin urmare, cel mai bine este, dacă doriți să achiziționați astfel de echipamente, să contactați o companie specializată în implementarea doar a unor astfel de instalații.
  
  Alegerea unei astfel de organizații vă va permite să evitați greșelile atunci când selectați modelul dorit; în plus, specialiștii vor putea oferi asistență la instalarea și întreținerea ulterioară a unității achiziționate.
  
  În plus, puteți folosi resurse de internet, unde sunt prezentate o gamă largă de companii care oferă produse spre vânzare în acest segment special de dispozitive, dar acestea sunt de obicei produse ale producătorilor chinezi, a căror calitate are multe reclamații. În plus, atunci când achiziționați echipamente complexe, cum ar fi turbinele eoliene, prin internet, nu există nicio oportunitate de a returna bunuri de calitate scăzută și de a primi asistență calificată.
  
  Datorită faptului că este destul de dificil să faci o turbină eoliană situată într-un spațiu închis (cilindru), acest lucru este realizat de designeri și ingineri profesioniști, poți face o turbină pentru o turbină eoliană cu o axă verticală de rotație cu propria ta mâinile, folosind mijloace improvizate.
  
  Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de următoarele materiale:
  1. O țeavă din plastic rezistent de cel mai mare diametru, din ce este disponibil.
  2. Placaj din tabla cu grosimea de 10,0 - 12,0 mm;
  3. Șuruburi pentru lemn;
  4. Știft metalic cu diametrul de 12,0 – 16,0 mm;
  5. Piulițe și șaibe corespunzătoare ca diametru știftului existent;
  6. Butuc auto, complet cu rulment.
  și instrument:
  1. Scule de tăiere: ferăstrău, polizor cu roți de tăiere, puzzle, cuțit;
  2. Unelte de slefuit: slefuitoare cu roți de șlefuit, pile, șmirghel;
  3. Kit cheiși șurubelnițe;
  4. Şurubelniţă.
  Proiectarea care ar trebui să fie obținută ca urmare a lucrării efectuate și diagrama funcționării acestuia sunt prezentate în diagrama de mai jos:

Lucrarea se realizează după cum urmează:
- Se face un semifabricat dintr-o țeavă existentă; pentru aceasta, țeava este tăiată la lungimea necesară (aproximativ 1,0 metri), după care este tăiată de-a lungul axei sale. Rezultatul este 2 egale ca lungime și lungimea arcului, jumătăți.
- Două cercuri sunt tăiate din placaj, în funcție de diametrul țevii, după care, în funcție de diametrul lor, sunt împărțite în două părți. Rezultatul sunt patru spații libere sub formă de semicerc.
- Semifabricatele de placaj sunt instalate în interiorul semifabricatelor de țeavă, în partea de sus și de jos a fiecăruia dintre ele. Fixarea se va face cu șuruburi autofiletante. Rezultatul sunt două jumătăți de butoaie.
- Semi-butoaiele rezultate sunt conectate între ele în așa fel încât să se suprapună. În plus, în locurile de suprapunere, este necesar să selectați un segment (neprezentat în diagramă), astfel încât să pară să se potrivească unul în celălalt. Adâncimea segmentului selectat este de cel puțin 50,0 mm, lungimea poate fi arbitrară.
- Din placaj sunt decupate 2 cercuri cu diametrul de 100,0 mm, care sunt fixate și cu ajutorul înghețurilor în partea superioară și inferioară a semi-butoaielor conectate. Rezultatul este o structură conectată rigid.
- În mijlocul cercului imaginar rezultat, iar acesta ar trebui să fie punctul în care sunt selectate segmentele (pe deasupra cercurilor de placaj fixe), se face o gaură în conformitate cu diametrul bolțului existent. Găurile sunt făcute în părțile superioare și inferioare ale pieselor de prelucrat.
- În găuri este introdus un știft, care este fixat în structura asamblată prin instalarea șaibelor și piulițelor.
- Pentru un butuc de automobile existent, un manșon este realizat în conformitate cu diametrul interior al rulmentului și diametrul știftului. Bucșa este presată în rulment, după care este pus un știft pe acesta, care este fixat suplimentar cu piulițe.
Pentru pregătirea completă a instalației eoliene, este necesar să instalați un scripete pe știftul de sub locația butucului, prin care mișcarea de rotație de la turbină va fi transmisă la generatorul electric și să instalați turbina asamblată în locul ales. pentru instalare.

Turbinele eoliene au fost folosite ca sursă de energie electrică de zeci de ani. Pentru prima dată, oamenii au început să exploateze astfel de structuri atunci când au valorificat puterea naturii și au început să construiască mori. Astăzi, generatoarele eoliene de tip turbină din a treia generație sunt folosite pentru a produce energie electrică. Mai mult decât atât, structurile în sine au căpătat recent forme din ce în ce mai neobișnuite.

O turbină eoliană modernă constă din următoarele elemente:

Anemometru. Este responsabil pentru măsurarea vitezei vântului și transmite informații relevante către controlerul turbinei eoliene.
Lame. Vântul care lovește aceste elemente le face să se rotească. Ca urmare, este activată o turbină care generează energie electrică.
Frână. Acesta este completat de acționări mecanice, hidraulice și de altă natură. Sistemul de frânare dintr-o turbină eoliană este necesar pentru a opri rotorul în situații critice.
Controlor. Responsabil cu gestionarea intregii instalatii. Pornește și oprește automat turbinele eoliene.
Generator de inducție. Aparatul generează energie electrică. Este completat de un arbore de mare viteză.
Gondola. Este situat în partea de sus a turbinei eoliene. Carcasa nacelei adăpostește majoritatea componentelor de proiectare ale unității, inclusiv frâna și controlerul.

În funcție de tipul de proiectare, turbina eoliană poate fi completată cu alte elemente. În special, instalatii moderne sunt echipate cu un caren care prinde vântul și sporește puterea acestuia din urmă.

Avantajele turbinelor

Turbină eoliană tip modern are următoarele avantaje în comparație cu predecesorii săi:

Capabil să lucreze la de mare viteză vânt. Turbinele moderne funcționează atunci când debitele vântului depășesc valorile critice (25-60 m/sec).
Nu creează unde infrasunete. Turbinele eoliene din generațiile anterioare au avut acest dezavantaj.
Instalare usoara. Baza designului este creată în producție. Elementele individuale sunt instalate la fața locului, iar telegondola este montată pe catarg.
Aplicație materiale inovatoare. Acestea nu numai că măresc durata de viață a instalației, dar asigură și ușurința instalării.

Turbinele eoliene sunt instalate în principal de-a lungul coastelor mării și oceanelor sau direct pe apă. Această abordare face posibilă funcționarea turbinei aproape pe tot parcursul anului.

Evoluții moderne

Dezavantajele pe care le au instalațiile cu lame includ următoarele:

perturbă echilibrul termic natural;
eficiență relativ scăzută, care nu depășește 30%;
ocupă o suprafață mare;
reprezintă un pericol pentru păsări.

Aceste neajunsuri obligă dezvoltatorii din întreaga lume să caute noi soluții tehnologice pentru a produce energie eoliană. Printre cele mai recente realizări se numără:

1. Turbină în creștere.

Din punct de vedere structural, seamănă balon, umplut cu heliu. În interior, o turbină cu trei pale este instalată pe o axă orizontală. Un astfel de sistem este utilizat în prezent în Alaska. Turbina plutitoare este situată la o înălțime inaccesibilă turbinelor eoliene moderne. Un astfel de sistem este capabil să funcționeze aproape autonom (participarea personalului este redusă la minimum).

2. Turbine verticale.

Lamele lor urmează aranjamentul aripioarelor de pește. Datorită acestui design, turbinele sunt capabile să genereze o cantitate suficientă de electricitate în timp ce se află la o distanță apropiată una de cealaltă. Lungime instalatii verticale este de 9 m. Pentru munca eficienta Sistemul necesită instalarea a cel puțin două turbine la distanță apropiată. Conform studiilor preliminare, tip nou instalațiile, în comparație cu analogii lamei, generează de 10 ori mai multă energie electrică, ocupând aceeași suprafață.

3. „Tulpini” de carbon.

Implementat în Emiratele Arabe Unite proiect nou privind generarea de energie electrică curată. Aceasta implică instalarea a 1.203 „tulpini” de carbon pe o bază de 20 de metri. Înălțimea acestei structuri este de 55 m. Fiecare element separat sistemele sunt situate la o distanță de 10 m unele de altele.

Grosimea unei tulpini individuale la bază este de 30 m. În interior sunt straturi formate din electrozi alternanți și material piezoelectric. Sub presiune, acesta din urmă generează electricitate. Energia apare atunci când tulpinile se balansează în vânt. Acest sistem produce aceeași cantitate de energie electrică ca și alte turbine eoliene care ocupă aceeași suprafață.

Oamenii de știință tunisieni au creat ceva similar. Sistemul lor diferă de tulpinile de carbon folosite în Emiratele Arabe Unite prin faptul că în partea de sus se află un generator silențios, care amintește de o antenă de satelit.

În Olanda, ei au propus instalarea unei structuri mici pe fiecare casă care poate genera energie electrică sub influența energiei eoliene. Acest generator eolian are o turbină care urmează forma cochiliei unui melc. Captează fluxul vântului, se întoarce și își schimbă direcția mișcării. Productivitatea unui astfel de generator eolian atinge 80% din indicatorii teoretici pe care astfel de instalații i-ar putea demonstra potențial.

ÎN anul trecut au apărut dezvoltări concepute pentru instalare pe nave cu pânze. În general, numărul de sisteme care pot înlocui generatoarele eoliene cu pale este în continuă creștere. Poate că în viitor vor fi capabili să rezolve toate problemele cu care se confruntă energia eoliană.